JP2013004187A - キックダウンスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】出力信号の信頼性を高めることの可能なキックダウンスイッチを提供する。
【解決手段】キックダウンスイッチ１は、ケース１０の内側に作動体２０を往復移動可能に備える。作動体２０は、アクセルペダルから伝わる運転者の踏力によりケース１０の底部１１側へ移動可能である。磁性体から形成されたコイルスプリング３０は、一端が底部１１に係止され、他端が作動体２０に係止され、作動体２０を底部１１と反対側へ付勢する。コイルスプリング３０の径内側で作動体２０の第１凸部２６に設けられた磁石４０は、作動体２０と共に移動する。コイルスプリング３０の径内側でケース１０の第２凸部１６に設けられたホールＩＣ５０は、磁石４０の励磁する磁界の磁束密度に応じた信号を出力する。ケース１０の外側の外乱磁界は、コイルスプリング３０によって吸収される。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクセルペダルに用いられるキックダウンスイッチに関する。

従来より、アクセルペダルに用いられるキックダウンスイッチが知られている。
特許文献１に記載のキックダウンスイッチは、アクセルペダルの回転角が所定の角度よりも大きくなると、トランスミッションをシフトダウンするためのキックダウン信号を出力する。キックダウンスイッチは、ケース（特許文献１では「スイッチケース２１」）に収容された作動体（特許文献１では「可動体２３」）がアクセルペダルに押圧されると、作動体に設けられた端子（特許文献１では「可動接片２３」）とケースに設けられた端子（特許文献１では「固定接片２５」）とが導通することで、キックダウン信号が出力される。
特許文献２では、キックダウンスイッチからキックダウン信号が出力される直前に、アクセルペダルによって押圧ノブ２４が押圧される。これにより、踏力が変化することで、運転者は、キックダウンスイッチからキックダウン信号が出力され、トランスミッションがシフトダウンすることを認識することができる。
特許文献３には、ブレーキペダルが踏み込み操作されたことを検出する車両用スイッチが記載されている。この車両用スイッチは、ケース２１に収容された作動体２２がブレーキペダルによって作動すると、作動体２２に設けられた磁石３とケース２１内に設けられた磁気検出手段６とが接近することで、磁気検出手段から信号が出力される。これにより、車両のストップランプが点灯する。

特開平３−９９９４４号公報 実開昭５８−１３９２２７号公報 特開２００９−１２３６４２号公報

しかしながら、特許文献１では、アクセルペダルに過荷重が与えられると、作動体及びケースを経由し、２個の端子の接触箇所に強い衝撃が作用する。これにより、端子が異常摩耗または破損し、キックダウン信号が出力されなくなるおそれがある。
特許文献２では、キックダウンスイッチの信号を出力する構成が開示されていない。
特許文献３では、ケースの外側から外乱磁界が磁気検出手段に作用すると、磁気検出手段の検出精度が低下し、車両用スイッチが誤作動するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、出力信号の信頼性を高めることの可能なキックダウンスイッチを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、アクセルペダルの回転角が所定角よりも大きくなると信号を出力するキックダウンスイッチは、ケース、作動体、コイルスプリング、磁気発生手段および磁気検出手段を有する。
有底筒状に形成されたケースは、底部及びこの底部から延びる筒部を有する。
筒部の内側に往復移動可能に設けられた作動体は、アクセルペダルから伝わる運転者の踏力により底部側へ移動可能である。
磁性体から形成されたコイルスプリングは、一端が底部に係止され、他端が作動体に係止され、作動体を底部と反対側へ付勢する。
磁気発生手段は、コイルスプリングの径内側で作動体に設けられ、作動体と共に移動する。
磁気検出手段は、コイルスプリングの径内側でケースに設けられ、磁気発生手段の励磁する磁界の磁束密度に応じた信号を出力する。

作動体に運転者の踏力が作用していないとき、磁気発生手段と磁気検出手段とは離れている。このため、磁気検出手段を通過する磁気発生手段の磁束密度は弱いので、磁気検出手段は作動体の移動を検出する信号を出力しない。
一方、作動体が底部側に移動すると、コイルスプリングが軸方向に圧縮され、磁気発生手段と磁気検出手段とが近づく。これにより、磁気検出手段を通過する磁束密度が強くなり、磁気検出手段は作動体が底部側へ移動したことを検出し、信号を出力する。
ケースの外側の外乱磁界は、磁性体からなるコイルスプリングによって吸収される。このため、外乱磁界による磁気検出手段の検出精度の低下が抑制される。したがって、キックダウンスイッチから出力される信号の信頼性を高めることができる。

請求項２に記載の発明によると、キックダウンスイッチは、第１当接部及び第２当接部を備える。第１当接部は、作動体から底部側へ延びる。第２当接部は、底部の作動体側に設けられ、作動体が底部側に移動したとき、第１当接部に当接可能である。
第１当接部と第２当接部とが当接したとき、キックダウンスイッチは、磁気発生手段と磁気検出手段との間に空間を有する。
これにより、磁気検出手段は、磁気発生手段と非接触で作動体の移動を検出することが可能である。このため、アクセルペダルから作動体又はケースに過荷重が与えられた場合、磁気発生手段および磁気検出手段に負荷がかかることが抑制される。したがって、キックダウンスイッチから出力される信号の信頼性を高めることができる。

請求項３に記載の発明によると、磁気発生手段は、コイルスプリングの軸方向の両側に異種の磁極を有する。磁気検出手段は、感磁面がコイルスプリングの軸方向に向けて設けられ、コイルスプリングの軸方向に流れる磁束に応じた信号を出力する。
これにより、ケースの筒部側から作用する外乱磁界を磁気検出手段が検出することを抑制することができる。また、一般にケースは、アクセル装置の設けられる運転室の内壁、アクセルペダル又はアクセルペダルを支持する支持体に取り付けられる。このため、底部側に磁性異物が付着するおそれが排除され、底部側から磁気検出手段に外乱磁界が作用することを抑制することができる。

請求項４に記載の発明によると、磁気発生手段は、コイルスプリングの軸を挟んで径方向に設けられ、コイルスプリングの軸に直交する磁束を流す２個の磁石を有する。
作動体がアクセルペダルに押圧されていないとき、磁気検出手段は２個の磁石の間の外側に位置する。一方、作動体が底部側へ移動したとき、磁気検出手段は２個の磁石の間に位置する。
これにより、磁気発生手段と磁気検出手段とが離れている場合と、磁気発生手段と磁気検出手段とが近づいた場合とで、磁気検出手段に流れる磁束密度の変化を大きくすることが可能になる。したがって、磁気検出手段の検出精度を高めることができる。

請求項５に記載の発明によると、磁気発生手段は、２個の磁石と磁気的に接続され、コイルスプリングと略同軸に設けられた筒状のヨークを有する。
これにより、ヨークの径内側で、２個の磁石の間に流れる磁束を強くすることができる。

本発明の第１実施形態によるキックダウンスイッチが用いられるアクセル装置の側面図である。 本発明の第１実施形態によるキックダウンスイッチの断面図である。 本発明の第１実施形態によるキックダウンスイッチの断面図である。 本発明の第２実施形態によるキックダウンスイッチの断面図である。 本発明の第２実施形態によるキックダウンスイッチの断面図である。

以下、本発明による複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるキックダウンスイッチを図１〜図３に示す。
図１に示すように、キックダウンスイッチ１は、アクセル装置２に設けられる。キックダウンスイッチ１は、アクセルペダル３の回転角が所定角よりも大きくなると信号を出力する。キックダウンスイッチ１の出力する信号は、図示しない車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に伝送される。ＥＣＵは、その信号に基づいて車両の運転状態を制御する。

アクセル装置２は、支持体４およびアクセルペダル３などを備えている。支持体４は、車両の運転室の内壁５に取り付けられる。支持体４は、回転軸Ｏを中心にアクセルペダル３を回転可能に支持している。
アクセルペダル３の一端にパッド６が設けられている。このパッド６に印加される運転者の踏力が増加すると、アクセルペダル３は図１のＸ方向に回転する。パッド６に印加される運転者の踏力が減少すると、支持体４の内側に設けられた図示しないスプリングの弾性力により、アクセルペダル３はＹ方向に回転する。

アクセルペダル３の回転角は、支持体４の内側に設けられた図示しない回転角センサによって検出される。回転角センサの出力した電圧信号は、ＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、回転角センサからの電圧信号及び車両のスピード情報等に基づいてスロットル装置及びインジェクタの噴射量等、エンジンの各部を制御する。

キックダウンスイッチ１は、図２に示すように、ケース１０、作動体２０、コイルスプリング３０、磁気発生手段としての磁石４０、磁気検出手段としてのホールＩＣ５０などを備えている。
ケース１０は、有底筒状の箱型に形成され、運転室の内壁５に取り付けられる。ケース１０は、底部１１、及びこの底部１１の外縁から一方に延びる筒部１２を有する。筒部１２の底部１１と反対側に開口１３が設けられている。ケース１０は、アクセルペダル３側から見て略矩形に形成されている。

作動体２０は、外壁が筒部１２の内壁と摺接し、筒部１２の内側に往復移動可能に設けられている。作動体２０は、一端がケース１０の開口１３からアクセルペダル３側に突出している。作動体２０のアクセルペダル３側の端部２１は、アクセルペダル３側に凸状の曲面に形成されている。
作動体２０には、移動方向に対して垂直方向に凹む凹部２２が設けられている。凹部２２は、作動体２０の左右に設けられている。この左右の凹部２２にそれぞれ円柱状のローラ２３が取り付けられている。２本のローラ２３は、図２の紙面垂直方向に延びている。
２本のローラ２３の軸方向の一方と他方に２個の踏力スプリング２４が設けられている。踏力スプリング２４は、一端が一方のローラ２３に当接し、他端が他方のローラ２３に当接している。踏力スプリング２４は、圧縮コイルスプリングであり、筒部１２の左右の内壁に設けられた溝部１４にローラ２３を押圧している。

作動体２０は、底部１１側に延びる第１当接部２５を有している。第１当接部２５は、作動体２０の左右に設けられ、筒部１２の内壁に摺接している。また、作動体２０は、左右の第１当接部２５の間で、底部１１側に突出する第１凸部２６を有している。
ケース１０は、底部１１に設けられた第２当接部１５を有している。第２当接部１５は、底部１１の左右に設けられ、筒部１２の内壁に嵌合している。また、底部１１は、左右の第２当接部１５の間で、作動体２０側に突出する第２凸部１６を有している。
コイルスプリング３０は、一端が作動体２０の第１凸部２６の外壁に係止され、他端が底部１１の第２凸部１６の外壁に係止されている。コイルスプリング３０は、圧縮コイルスプリングであり、作動体２０を底部１１と反対側に付勢している。
本実施形態のコイルスプリング３０が特許請求の範囲に記載の「コイルスプリング」に相当する。

作動体２０の第１凸部２６には、磁石４０が設けられている。磁石４０は、第１凸部２６に設けられた嵌合穴２７に嵌合している。磁石４０は、コイルスプリング３０の軸方向の両側に異種の磁極を有する。磁石４０が励磁する磁界の磁束の流れを図２に摸式的に破線Ａで示す。
底部１１の第２凸部１６には、ホールＩＣ５０が設けられている。ホールＩＣ５０は、感磁面５１がコイルスプリング３０の軸方向に向けて設けられている。第２凸部１６には、コイルスプリング３０の軸方向に通じる穴１７が設けられている。このため、ホールＩＣ５０の感磁面５１は、磁石４０側に露出している。ホールＩＣ５０は、図２の矢印Ｂ方向、すなわちコイルスプリング３０の軸方向に流れる磁束を検出する。ホールＩＣ５０は、感磁面５１を通過する磁束密度に応じた電圧信号を出力する。ホールＩＣ５０の出力した電圧信号は、コネクタ１８の端子１９から車両のＥＣＵに伝送される。

次に、キックダウンスイッチ１の作動について説明する。
作動体２０に運転者の踏力が作用していないとき、コイルスプリング３０の付勢力により、作動体２０と底部１１とは離れている。ローラ２３は、筒部１２の溝部１４に入り込み、作動体２０の移動を制限している。
このとき、ホールＩＣ５０を通過する磁石４０の磁束密度は弱いので、ホールＩＣ５０は作動体２０の移動を検出しない。ホールＩＣ５０は、例えば０Ｖの電圧信号を出力する。

運転者がアクセルペダル３に加える踏力を増加すると、アクセルペダル３はＸ方向に回転する。アクセルペダル３の回転角が所定角になると、作動体２０とアクセルペダル３とが当接する。このとき、踏力が所定の大きさになるまで、作動体２０はローラ２３によって底部１１側への移動が制限されている。
運転者の踏力が所定の大きさになると、２本の踏力スプリング２４が縮み、ローラ２３が溝部１４の段差１４１を乗り越える。これにより、作動体２０の移動制限が解除され、運転者の踏力が変化する。このため、運転者の踏力にクリック感が与えられる。

その後、図３に示すように、コイルスプリング３０が縮み、作動体２０の第１当接部２５と、底部１１の第２当接部１５とが当接する。この状態で、作動体２０の第１凸部２６と底部１１の第２凸部１６との間には空間６０が形成されている。したがって、磁石４０とホールＩＣ５０との間にも空間６０が形成されている。
このとき、ホールＩＣ５０を通過する磁石４０の磁束密度が強くなり、ホールＩＣ５０は作動体２０が底部１１側へ移動したことを検出する。ホールＩＣ５０は、例えば５Ｖの電圧信号を出力する。ホールＩＣ５０から出力された電圧信号は、コネクタ１８の端子１９からＥＣＵに伝送される。ＥＣＵは、この信号により、トランスミッションをシフトダウンする、或いは車両を減速するなど、車両の運転状態を制御する。

運転者がアクセルペダル３に加える踏力を減少すると、アクセルペダル３はＹ方向に回転する。作動体２０は、コイルスプリング３０の付勢力によって底部１１と反対側に移動する。ローラ２３が筒部１２の溝部１４に入り込むと、作動体２０の移動が制限される。
ホールＩＣ５０は、作動体２０が底部１１から離れたことを検出し、例えば０Ｖの電圧信号を出力する。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実実施形態では、磁石４０とホールＩＣ５０とがコイルスプリング３０の径内側に設けられている。これにより、ケース１０の外側の外乱磁界は、コイルスプリング３０によって吸収される。このため、外乱磁界によるホールＩＣ５０の検出精度の低下が抑制される。したがって、キックダウンスイッチ１から出力される電圧信号の信頼性を高めることができる。
（２）本実施形態では、作動体２０の第１当接部２５と、底部１１の第２当接部１５とが当接したとき、磁石４０とホールＩＣ５０との間に空間６０が形成される。これにより、ホールＩＣ５０は、磁石４０と非接触で作動体２０の移動を検出することが可能である。このため、アクセルペダル３から作動体２０又はケース１０に過荷重が与えられた場合、ホールＩＣ５０および磁石４０に負荷がかかることが抑制される。したがって、キックダウンスイッチ１から出力される信号の信頼性を高めることができる。
（３）本実施形態では、ホールＩＣ５０は、コイルスプリング３０の軸方向に流れる磁束密度に応じた信号を出力する。つまり、ホールＩＣ５０は、コイルスプリング３０の軸に垂直方向の磁束を検出しない。これにより、ケース１０の筒部１２側から作用する外乱磁界をホールＩＣ５０が検出することを抑制することができる。
また、ケース１０は、運転室の内壁５に取り付けられる。このため、底部１１側に磁性異物が付着するおそれが排除され、底部側からホールＩＣ５０に外乱磁界が作用することを抑制することができる。
また、作動体のアクセルペダル３側の端部２１は、アクセルペダル３側に凸状の曲面に形成されている。このため、作動体２０の端部２１に磁性異物が乗りにくいので、作動体側からホールＩＣ５０に外乱磁界が作用することを抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４及び図５に示す。本実施形態において上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、磁気発生手段が、筒状のヨーク４１と２個の磁石４２、４３とから構成されている。ヨーク４１は、磁性体から形成され、コイルスプリング３０の内側でコイルスプリング３０と略同軸に設けられている。
２個の磁石４２、４３は、ヨーク４１の内側で、コイルスプリング３０の軸を挟んで径方向に対向して設けられる。２個の磁石４２、４３が励磁する磁界の磁束の流れを図４に摸式的に破線Ｃで示す。２個の磁石４２、４３は、コイルスプリング３０の軸に直交する磁束を流す。
ホールＩＣ５０は、底部１１の第２凸部１６から作動体２０側に突出して設けられている。ホールＩＣ５０は、感磁面５１がコイルスプリング３０の軸と平行、かつ、２個の磁石４２、４３が向き合う方向に向けて設けられている。このため、ホールＩＣ５０は、図４の矢印Ｄ方向、すなわちコイルスプリング３０の軸に直交する磁束を検出する。
なお、本実施形態では作動体２０に第１凸部２６は設けられていない。

作動体２０に運転者の踏力が作用していないとき、コイルスプリング３０の付勢力により、作動体２０と底部１１とは離れている。このとき、ホールＩＣ５０は、２個の磁石４２、４３の間の外側に位置する。このため、ホールＩＣ５０を通過する磁束密度は弱いので、ホールＩＣ５０は作動体２０の移動を検出しない。ホールＩＣ５０は、例えば０Ｖの電圧信号を出力する。
一方、運転者の踏力が増加し、アクセルペダル３の回転角が所定角より大きくなると、アクセルペダル３に作動体２０が押圧され、ローラ２３が溝部１４の段差１４１を乗り越える。
その後、図５に示すように、作動体２０の第１当接部２５と、底部１１の第２当接部１５とが当接する。このとき、ホールＩＣ５０は、２個の磁石４２、４３の間に位置する。このため、ホールＩＣ５０を通過する磁束密度が強くなり、ホールＩＣ５０は作動体２０の移動を検出する。ホールＩＣ５０は、例えば５Ｖの電圧信号を出力する。

本実実施形態では、ヨーク４１によって磁気回路が形成されるので、ヨーク４１の径内側で、２個の磁石４２、４３の間に流れる磁束が強くなる。このため、作動体２０の作動時と非作動時とのホールＩＣ５０に流れる磁束密度の変化を大きくすることが可能になる。外乱磁界によるホールＩＣ５０の検出精度の低下が抑制される。したがって、キックダウンスイッチ１から出力される電圧信号の信頼性を高めることができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、車両の運転室の内壁にキックダウンスイッチを取り付けた。これに対し、本発明は、アクセルペダル又はアクセルペダルを支持する支持体にキックダウンスイッチを取り付けてもよい。
上述した実施形態では、磁気検出手段をホールＩＣによって構成した。これに対し、本発明は、磁気検出手段を例えば磁気抵抗効果素子などから構成してもよい。
上述した実施形態では、ケースを樹脂から形成した。これに対し、本発明は、ケースを磁性体からなる金属で形成してもよい。これにより、外乱磁界をケースによって吸収することができる。
上述した実施形態では、第１、第２凸部および第１、第２当接部を樹脂から形成した。これに対し、本発明は、第１、第２凸部および第１、第２当接部を磁性体からなる金属で形成してもよい。これにより、磁石の励磁する磁界の磁束が流れる磁気回路を形成することが可能になる。
上述した実施形態では、作動体に磁気発生手段を設け、ケースに磁気検出手段を設けた。これに対し、本発明は、ケースに磁気発生手段を設け、作動体に磁気検出手段を設けてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

１ ・・・キックダウンスイッチ
３ ・・・アクセルペダル
１０ ・・・ケース
１１ ・・・底部
１２ ・・・筒部
１５ ・・・第２当接部
２０ ・・・作動体
２５ ・・・第１当接部
３０ ・・・コイルスプリング
４０、４２、４３・・・磁石（磁気発生手段）
５０ ・・・ホールＩＣ（磁気検出手段）
６０ ・・・空間

Claims (5)

1. アクセルペダルの回転角が所定角よりも大きくなると信号を出力するキックダウンスイッチであって、
   有底筒状に形成され、底部及びこの底部から延びる筒部を有するケースと、
   前記筒部の内側に往復移動可能に設けられ、前記アクセルペダルから伝わる運転者の踏力により前記底部側へ移動可能な作動体と、
   磁性体から形成され、一端が前記底部に係止され、他端が前記作動体に係止され、前記作動体を前記底部と反対側へ付勢するコイルスプリングと、
   前記コイルスプリングの径内側で前記作動体に設けられ、前記作動体と共に移動する磁気発生手段と、
   前記コイルスプリングの径内側で前記ケースに設けられ、前記磁気発生手段の励磁する磁界の磁束密度に応じた信号を出力する磁気検出手段と、を備えることを特徴とするキックダウンスイッチ。
2. 前記作動体から前記底部側へ延びる第１当接部と、
   前記底部の前記作動体側に設けられ、前記作動体が前記底部側に移動したとき、前記第１当接部に当接可能な第２当接部と、を備え、
   前記第１当接部と前記第２当接部とが当接したとき、前記磁気発生手段と前記磁気検出手段との間に空間を有することを特徴とする請求項１に記載のキックダウンスイッチ。
3. 前記磁気発生手段は、前記コイルスプリングの軸方向の両側に異種の磁極を有し、
   前記磁気検出手段は、感磁面が前記コイルスプリングの軸方向に向けて設けられ、前記コイルスプリングの軸方向に流れる磁束密度に応じた信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のキックダウンスイッチ。
4. 前記磁気発生手段は、前記コイルスプリングの軸を挟んで径方向に設けられ、前記コイルスプリングの軸に直交する磁束を流す２個の磁石を有し、
   前記作動体に踏力が作用していないとき、前記磁気検出手段は２個の前記磁石の間の外側に位置し、
   前記作動体が前記底部側へ移動したとき、前記磁気検出手段は２個の前記磁石の間に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のキックダウンスイッチ。
5. 前記磁気発生手段は、２個の前記磁石に磁気的に接続され、前記コイルスプリングと略同軸に設けられた筒状のヨークを有することを特徴とする請求項４に記載のキックダウンスイッチ。

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